Föredragen ram

Inom teoretisk fysik är en föredragen ram eller privilegierad ram vanligtvis en speciell hypotetisk referensram där fysikens lagar kan tyckas vara identifierbart olika (enklare) från de i andra ramar.

I teorier som tillämpar relativitetsprincipen på tröghetsrörelse , är fysiken densamma i alla tröghetsramar , och är till och med densamma i alla ramar under principen om allmän relativitet .

Föredragen ram i eterteori

I teorier som antar att ljus färdas med en fast hastighet i förhållande till en omodifierbar och detekterbar lysande eter , skulle en föredragen ram vara en ram där denna eter skulle vara stationär. 1887 Michelson och Morley identifiera eterns rörelsetillstånd. För att göra det antog de att den galileiska relativiteten tillfredsställdes av klockor och linjaler; det vill säga att längden på linjaler och klockperioder är oföränderliga under alla galileiska ramändringar. Under en sådan hypotes borde etern ha observerats.

Genom att jämföra mätningar gjorda i olika riktningar och leta efter en effekt på grund av jordens omloppshastighet, producerade deras experiment ett nollresultat . Som en konsekvens, inom Lorentz eterteorin ersattes den galileiska transformationen av Lorentz-transformationen . Men i Lorentz eterteorin antas existensen av en odetekterbar eter och relativitetsprincipen gäller. Teorin ersattes snabbt av speciell relativitet , som gav liknande formler utan att det fanns en oobserverbar eter. Alla tröghetsramar är fysiskt likvärdiga i båda teorierna. Mer exakt, förutsatt att inget fenomen bryter mot principen om rörelserelativitet, finns det inget sätt att mäta hastigheten för en tröghetsobservatör med avseende på ett möjligt medium för utbredning av kvantvågor.

Tröghetsramar föredras framför icke tröghetsramar

Det finns en privilegierad uppsättning ramar vars fysik inte kräver yttre orsaker.

Även om alla tröghetsramar är likvärdiga under klassisk mekanik och speciell relativitetsteori , är uppsättningen av alla tröghetsramar privilegierad framför icke-tröghetsramar i dessa teorier. Tröghetsramar är privilegierade eftersom de inte har fysik vars orsaker ligger utanför systemet, medan icke-tröghetsramar har det. Einstein ger följande exempel: anta att två lika sammansatta elastiska kroppar är i rymden och på avstånd från varandra så att interaktionen mellan dem kan ignoreras, och vars enda relativa rörelse är en likformig stel rotation runt linjen som förbinder båda kropparnas centrum (som snurrande hjul runt en axel ). En av kropparna är en sfär , och den andra är en sfäroid , en klämd sfär. Den observerbara riktiga fysiska formen på kropparna förblir densamma i alla ramar. Den icke-roterande sfäroidramen har fysik vars orsak ligger utanför systemet, ansvarig för sfäroidens oblatitet. Ramen med icke-roterande sfär gör det inte, vilket gör den privilegierad genom att den inte kräver externa orsaker. Detta gäller alla tröghetsramar, som är privilegierade i samma avseende. Einstein fortsatte med att utveckla generell relativitetsteori och ekvivalensprincipen , där tröghetsgravitationsramar inte längre är privilegierade, eftersom rymdtidens geodetik förklarar dessa tröghetsgravitationseffekter utan en yttre orsak.

Se även

Vidare läsning

Einstein (1954) Relativitet, de speciella och de allmänna teorierna